Graphen, eine ein Atom dicke Schicht aus Kohlenstoff, wird mit einem Verfahren namens Chemical Vapor Deposition (CVD) hergestellt.
Bei diesem Verfahren werden Kohlenwasserstoffgase bei hohen Temperaturen auf einem Metallsubstrat zersetzt.
So lassen sich Dicke und Qualität von Graphen genau kontrollieren.
Wie wird Graphen durch CVD hergestellt? (Die 5 wichtigsten Schritte werden erklärt)
1. Vorbereitung des Metallsubstrats
Das Metallsubstrat, das häufig aus Kupfer, Platin oder Iridium besteht, wird in einen Hochtemperaturofen gelegt.
2. Einleiten von Kohlenwasserstoffgas
Ein Kohlenwasserstoffgas, z. B. Methan oder Ethylen, wird in die Reaktionskammer eingeleitet.
Es zerfällt bei Temperaturen um 1000 °C in einzelne Kohlenstoffatome.
3. Bildung von Graphen
Die Kohlenstoffatome binden sich an die Oberfläche des Metalls, bilden Keime und wachsen zu einem kontinuierlichen Graphenfilm.
Das Metallsubstrat wirkt als Katalysator, senkt die Energiebarriere für die Reaktion und erleichtert die Bildung von Graphen.
4. Kontrollparameter
Die Dicke und Qualität des Graphen kann durch die Einstellung von Parametern wie Gasdurchsatz, Temperatur und Dauer der Gaseinwirkung gesteuert werden.
5. Übertragung von Graphen
Sobald das Graphen gebildet ist, kann es vom Metallsubstrat getrennt und für verschiedene Anwendungen auf andere Substrate übertragen werden.
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